加热炉是工业上常见的加热设备,加热炉系统占据工业生产总耗能的10%～20%,加热的热效率问题直接影响工业生产的经济效益。在能源形势严峻的今天,加热炉热效率低下、能源浪费严重、余热难以充分利用等问题逐渐凸显。在此背景下,保证生产安全及工艺要求的前提下,提高加热炉的热效率问题、避免能源浪费是提高企业经济效益的重要手段。加热炉能耗问题已经成为每个企业关注的焦点。本文以东风日产郑州工厂蓄热式燃烧炉控制系统为背景,针对汽车生产涂装车间加热炉的能效利用率低的问题,通过设计和构建对于燃气最佳燃烧控制及烟气余热回收再利用的自动控制系统,对加热炉燃烧节能控制,实现对加热炉最佳空燃比控制,并对烟气余热进行回收再利用,实现无人监督余热自动回收,整体上提高加热炉的热效率,达到减少能源消耗。对余热回收控制系统和空燃比变频控制系统进行建模,在MATLAB中利用SIMULINK对控制系统系统仿真分析,提出基于水流量变频控制的烟气余热回收控制系统和基于烟气氧含量的空燃比变频控制系统。在空燃比变频节能改造控制系统中,控制结构的本身的缺点造成燃烧过程中烟气的氧含量过高,本文提出基于烟气氧含量的空燃比变频节能改造控制系统,对燃烧过程采用燃烧机理建模,并设计烟气氧含量软测量模型,采用参数自适应的模糊PID控制算法进行控制;针对加热炉排烟温度过高,设计烟气余热回收控制系统,对系统管网、换热器分别进行水力学建模和热力学建模,合理选型换热器、水泵。从燃烧到烟气对加热炉整体改造,具有良好的节能效果,收益显著。